專利名稱：大功率led隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大功率LED隧道燈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，大功率的發(fā)光二極管(LED)正由于其壽命長(zhǎng)、耗電少、光效高、易于控制和綠色環(huán)保等特點(diǎn)，正逐步應(yīng)用于隧道照明等領(lǐng)域，贏得了廣泛的市場(chǎng)。但是在實(shí)際的大功率隧道燈中發(fā)現(xiàn)，隨著LED燃點(diǎn)時(shí)間的增加和散熱設(shè)計(jì)不良等因素的存在，它的光輸出會(huì)逐步的下降，也就是所謂的光衰。使得隧道燈在使用一段時(shí)間后路面照度下降，可能不符合照明需要。因此對(duì)于室外照明燈具來說，當(dāng)光衰達(dá)到30%時(shí)，燈具就不能繼續(xù)使用了。但這時(shí)候LED并沒有損壞，只是光輸出減少，這樣實(shí)際上是造成了 LED隧道燈壽命的縮短。
因此一般廠家都會(huì)在壽命的初期就使用較大的電流來驅(qū)動(dòng)LED,使得在壽命晚期時(shí)能夠維持一個(gè)較為合適的照度。但是一方面這個(gè)早期較大的電流造成了多余的光通輸出，浪費(fèi)了能量；另一方面，早期較大的電流會(huì)造成大功率LED光衰的進(jìn)一步加大，壽命縮短。
而對(duì)于隧道燈來說，由于它們安裝在隧道內(nèi)，更換和維修相當(dāng)不方便，并且需要二十四小時(shí)燃點(diǎn)，因此需要燈自身有盡可能長(zhǎng)的壽命和光輸出穩(wěn)定性。而上述LED的光衰問題會(huì)大大限制隧道燈的壽命和光穩(wěn)定，必須得到解決。
這些成了大功率LED隧道燈進(jìn)一步推廣使用的關(guān)鍵。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有LED隧道燈在壽命期內(nèi)采取的靜態(tài)控制策略帶來的諸多問題，設(shè)計(jì)提供一種實(shí)現(xiàn)大功率LED隧道燈長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法和裝置，能對(duì)光衰做出及時(shí)動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法和裝置。
本發(fā)明采用閉環(huán)數(shù)字控制方法，對(duì)LED輸出的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和反饋，并根據(jù)信號(hào)和預(yù)定值的偏差情況調(diào)節(jié)功率輸出，在整個(gè)壽命期內(nèi)維持LED的輸出光強(qiáng)，同時(shí)可以延長(zhǎng)LED隧道燈的使用壽命。本發(fā)明提出的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法，步驟為
(1) 接通電源，對(duì)主控制單元進(jìn)行初始化，設(shè)定光電探頭的采樣時(shí)間、初始光通、光衰壽命閾值和光衰調(diào)節(jié)閾值；
(2) 主控制單元進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直至進(jìn)入設(shè)定光電探頭的采樣時(shí)間；
(3) 利用光電探頭進(jìn)行N次采樣，N的數(shù)量可根據(jù)具體情況而定，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，釆集白光LED陣列輸出的光強(qiáng)信號(hào)數(shù)值；
(4) 主控制單元對(duì)采集到的光強(qiáng)信號(hào)通過放大器進(jìn)行放大，并由A/D轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于主控制單元內(nèi)；
(5) 采樣結(jié)束后，主控制單元將步驟(4)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，將測(cè)得數(shù)據(jù)中受到外部影響的數(shù)據(jù)濾去，求出平均光強(qiáng)，所得平均光強(qiáng)數(shù)據(jù)和步驟(l)中設(shè)定的初始光通進(jìn)行比較，得到光衰大小，并和預(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)玫降墓馑ゴ笮”阮A(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值小時(shí)，主控制單元不改變輸出功率；反之，則進(jìn)入下一級(jí)信號(hào)判斷步驟；
(6) 當(dāng)主控制單元測(cè)得光衰超過光衰調(diào)節(jié)閾值時(shí)，先比較現(xiàn)有光衰與近期的光衰數(shù)據(jù)，如果變化較大，主控制單元進(jìn)入異常狀態(tài)，由主控制單元進(jìn)行自檢，判斷是否發(fā)生燈損壞，或是探頭損壞等情況，導(dǎo)致傳回的信號(hào)異常；如果沒有異常，則結(jié)合此時(shí)的輸出電流和光衰來判斷燈壽命是否到期；對(duì)于燈壽命的判斷，最主要是依靠對(duì)LED輸出光強(qiáng)的衰減情況和供給電流的大小的判斷。當(dāng)電流上升到事前預(yù)定的最大值，而輸出光強(qiáng)還是衰減到了原來的70%，即光衰壽命閾值為30%時(shí)，燈壽命就已經(jīng)到期；如果壽命到期或是異常得到確認(rèn)，則信息存儲(chǔ)于主控制單元內(nèi)，主控制單元發(fā)出警示信號(hào)；
(7) 主控制單元結(jié)合光衰和設(shè)定電流值，調(diào)大功率輸出，直到光衰得到補(bǔ)償；返回步驟(2)，待機(jī)等待。
本發(fā)明中，步驟(l)所述的主控制單元初始化，包含接通電源后關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置，中斷、定時(shí)器和輸入輸出腳等硬件的設(shè)定；具體如下
(1) 主控制單元啟動(dòng)，設(shè)定系統(tǒng)硬件中斷向量地址，設(shè)定軟件程序的起始點(diǎn)；
(2) 主控制單元初始化，系統(tǒng)寄存器及輸出入腳的初始化，打開中斷和定時(shí)器，定義引腳的輸入輸出狀況確定；
(3) 設(shè)定主控制單元控制參數(shù)，包含光電探頭的采樣時(shí)間、光衰調(diào)節(jié)閾值和光衰壽命閾值。
本發(fā)明中，步驟(l)中所述光電探頭的采樣時(shí)間一般以午夜十二點(diǎn)為界限，這由外部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生中斷，如果到達(dá)午夜十二點(diǎn)，則進(jìn)入規(guī)定的工作流程，否則繼續(xù)待機(jī)。
本發(fā)明中，步驟(7)中所述調(diào)大功率輸出，可以是調(diào)節(jié)電流輸出的頻率、調(diào)節(jié)電流的沖寬度、直接調(diào)節(jié)電流值或是前期調(diào)節(jié)電流的脈沖寬度，后期直接調(diào)節(jié)電流值等。
本發(fā)明提出的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制裝置，該裝置由白光 LED陣列22、遮光器23、光電探頭24、放大器25、 A/D轉(zhuǎn)換器件26、主控制單元27 (包 含數(shù)字濾波)，LED驅(qū)動(dòng)模塊28、直流電源29和燈具外殼30組成，光電探頭24上接有遮 光器23，接受的LED的光輸入，光電探頭24將輸出的電信號(hào)接到放大器25的輸入腳； 放大器25將電信號(hào)放大后輸出到A/D轉(zhuǎn)換器件26， A/D轉(zhuǎn)換器件26進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D 轉(zhuǎn)換器件26通過信號(hào)線連接主控制單元27的輸入腳；主控制單元27讀入信號(hào)，主控制 單元27的I/O輸出口連接LED驅(qū)動(dòng)模塊28;直流電源29的V+, V-線分別接到LED驅(qū)動(dòng) 模塊28; LED驅(qū)動(dòng)模塊28的輸出線連接接到白光LED陣列22兩端，供給功率。 本發(fā)明中，白光LED陣列22固定于燈具外殼30下方。
本發(fā)明中，光電探頭24釆用可遮雜散光的結(jié)構(gòu)，如喇叭形，筒形等；并安裝于燈內(nèi)合 適的位置，盡量減少外界光對(duì)探頭的干擾。 本發(fā)明的有益效果在于
1. 采用檢測(cè)燈具的光輸出方法，根據(jù)檢測(cè)到的光強(qiáng)信號(hào)，調(diào)節(jié)供給隧道燈的功率， 在使用期內(nèi)維持燈的光輸出穩(wěn)定。從而補(bǔ)償LED由于各種原因造成的光衰，保證隧道燈始 終能提供一個(gè)滿意的照度。
2. 利用光電探頭定期定時(shí)檢測(cè)燈具的輸出光強(qiáng)，以保證對(duì)輸出光強(qiáng)變化的及時(shí)有效 響應(yīng)，裝置能根據(jù)得到的信號(hào)判斷探頭是否損壞。
3. 光電探頭采用一定的光學(xué)結(jié)構(gòu)，盡量阻擋外界環(huán)境光，并對(duì)采集的光信號(hào)進(jìn)行數(shù) 字濾波，得到實(shí)際的LED光輸出信號(hào)，進(jìn)行存儲(chǔ)。
4. 采集到的信號(hào)反饋回控制電路，控制單元檢測(cè)這些信號(hào)，計(jì)算光衰的大小，當(dāng)光 衰超過一定閾值時(shí)，按一定比例增大輸入的功率，用以補(bǔ)償LED由于光衰而造成的光輸出 下降。這個(gè)比例是結(jié)合光衰的大小和LED輸出光通和輸入電流關(guān)系得出的。裝置并能對(duì)信 號(hào)異常進(jìn)行判斷和示警。
本方法采用數(shù)字控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，較易于實(shí)現(xiàn)，能夠保證LED隧道燈的長(zhǎng)壽 命穩(wěn)定工作，降低了維護(hù)和替換成本。


圖1是本發(fā)明控制方法步驟。
圖2是本發(fā)明的具體流程圖。
圖3是維持LED光強(qiáng)輸出的控制系統(tǒng)示意圖。
圖4是安裝光電探頭的燈具截面示意圖。圖5是調(diào)制電流輸出脈沖寬度增加的示意圖，其中(A)為初始狀態(tài)，(B)為脈沖寬 度增加后。
圖6是調(diào)制電流輸出頻率增加的示意圖，其中(A)為初始狀態(tài)，(B)為脈沖頻率增 加后。
圖7是直接調(diào)制電流輸出值增加的示意圖，其中(A)為初始狀態(tài)，(B)為電流值增 加后。
圖8是LED輸出光通和輸入電流的關(guān)系圖(選自Cree的說明書)。
圖中標(biāo)號(hào)22是白光LED陣列，23是遮光器，24是光電探頭，25是放大器，26是
AD轉(zhuǎn)換，27是主控制單元(包含數(shù)字濾波)，28是LED驅(qū)動(dòng)模塊，29是直流電源，30
是隧道燈的燈具外殼。
具體實(shí)施例方式
在以下給出的詳細(xì)說明和較佳實(shí)施例中，可以對(duì)本發(fā)明更全面了解，這些說明和附圖 并不僅限于特定實(shí)施例，而只是起到解釋和理解的作用。
如圖1所示，是本發(fā)明控制方法步驟，該方法主要包含以下的步驟
1. 系統(tǒng)初始化，包括接通直流電源后參數(shù)的設(shè)置，中斷、定時(shí)器和輸入輸出腳等硬 件的設(shè)定；
2.間隔等待步驟，主控制單元進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直至下一次預(yù)設(shè)光電探頭采樣時(shí)間的 到來。
3. 光強(qiáng)采樣步驟，利用光電探頭進(jìn)行次采樣，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，采集當(dāng)時(shí)燈 輸出的光強(qiáng)數(shù)值。
4. 信號(hào)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)步驟，主控制單元對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行放大和A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換 得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
5. 光衰計(jì)算、閾值比較步驟，主控制單元將步驟4得到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后 和初始光通比較得到光衰大小，并和預(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值和光衰壽命進(jìn)行比較，確定是否 控制后部功率輸出改變和壽命是否到期。
6. 后級(jí)控制信號(hào)產(chǎn)生步驟，如果步驟5中光衰超過光衰調(diào)節(jié)閾值，主控制單元根據(jù) 預(yù)設(shè)的方法產(chǎn)生控制信號(hào)，調(diào)節(jié)后級(jí)驅(qū)動(dòng)的功率輸出。
如圖2所示，是本發(fā)明方法的具體流程示意圖，該流程包括
1.主控制單元啟動(dòng)，設(shè)定主控制單元硬件中斷向量地址，設(shè)定光電探頭的采樣時(shí)間、 光衰調(diào)節(jié)閾值和光衰壽命閾值。
2. 主控制單元初始化，主控制單元緩存器及輸出入腳的初始化，打開中斷和定時(shí)器，定義引腳的輸入輸出狀況確定。
3. 主控制單元設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)鐘、定時(shí)器、中斷、釆樣數(shù)目等的初始值，并在初次點(diǎn)亮 時(shí)記錄初始光通。
4. 待機(jī)，在平時(shí)如果沒有突發(fā)事件和規(guī)定任務(wù)的話，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，節(jié)省功耗。
5. 判斷時(shí)間是否到午夜，這由外部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行判斷，如果到達(dá)午夜十二點(diǎn)，則進(jìn) 入規(guī)定的工作流程6。
6. 時(shí)間條件滿足，則主控制單元控制光電探頭進(jìn)行光強(qiáng)采樣，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)， 并進(jìn)行放大等前期處理。
7. 采樣結(jié)束后，主控制單元控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
8. 主控制單元將數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來，媒介是flash等掉電不丟失的存儲(chǔ)器。
9. 主控制單元會(huì)一次采集N個(gè)數(shù)據(jù)，以防止單次采樣帶來的誤差。在這個(gè)步驟，判 斷己釆樣次數(shù)，如果不滿足，返回工作流程6繼續(xù)執(zhí)行。
10. 采樣完成后，主控制單元一次讀出所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字濾波操作，將測(cè)得信號(hào)中 受到外部影響的信號(hào)去掉。求出平均光強(qiáng)數(shù)據(jù)，也將其存儲(chǔ)。
11. 將光強(qiáng)信號(hào)讀出，和預(yù)設(shè)的光強(qiáng)比較，得出光衰的大小，并存儲(chǔ)。
12. 當(dāng)?shù)玫降墓馑ケ阮A(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值小時(shí)，主控制單元不改變輸出的功率；反之， 則進(jìn)入后級(jí)的信號(hào)判斷工作流程13。
13. 主控制單元在光衰超過光衰調(diào)節(jié)閾值時(shí)，先比較現(xiàn)有光衰與近期的光衰數(shù)據(jù)，如 果變化很大，主控制單元進(jìn)入異常狀態(tài)，由主控制單元進(jìn)行自檢，判斷是否發(fā)生燈損壞， 或是探頭損壞等情況，導(dǎo)致傳回的信號(hào)異常。如果沒有異常，則結(jié)合此時(shí)的輸出電流和光 衰來判斷燈壽命是否到期。如果壽命到期或是異常得到確認(rèn)，則進(jìn)入工作流程14，反之進(jìn) 入工作流程15。
14. 如果壽命到期或是異常產(chǎn)生，那么向上位機(jī)發(fā)出警示信號(hào)。
15. 主控制單元結(jié)合光衰和內(nèi)定的函數(shù)，調(diào)大功率輸出，直到光衰得到補(bǔ)償。這一步 完成后，進(jìn)入工作流程4，待機(jī)等待。
圖3所示的是這個(gè)控制裝置的整個(gè)系統(tǒng)框圖，圖4系統(tǒng)探頭安裝位置的示意圖。如圖 所示，本發(fā)明主要包括了采集控制模塊和電源驅(qū)動(dòng)模塊。其中第一部分用于釆集和處理 LED輸出的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)；第二部分根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的信號(hào)來進(jìn)行 相應(yīng)的電流輸出，調(diào)節(jié)LED的光通輸出。
具體地，采集和控制裝置包含遮光器23、光電探頭24、放大器25、 A/D轉(zhuǎn)換器件26、
主控制單元27。遮光器23用于遮擋外界環(huán)境光的輸入，之后內(nèi)部的光電探頭24檢測(cè)LED輸出的光，這部分安裝在圖4中燈具外殼30的內(nèi)下方。這里的光電探頭24可以是光電二 極管、光電池或光敏電阻等能起到光電轉(zhuǎn)換作用的器件。信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器25 —定比 例的放大后，由A/D轉(zhuǎn)換器件26將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再由主控制單元27處理這 些信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字濾波，進(jìn)一步去除外界的入射光，比如駛來汽車前大燈的直射光等。然 后將這個(gè)信號(hào)和預(yù)先設(shè)定的值比較得出光衰大小，先進(jìn)行光衰和前期數(shù)據(jù)的比較，如果變 化很大，進(jìn)入異常狀態(tài)，判斷異常原因；接著進(jìn)行壽命判斷，主要是結(jié)合現(xiàn)在的輸出電流 和光衰大小，如果異常確認(rèn)或是壽命到期，則向上位機(jī)發(fā)出警示信號(hào)。如果正常，系統(tǒng)結(jié) 合光衰和LED的發(fā)光特性圖8中，得到給電源驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)。
其中，電源驅(qū)動(dòng)模塊包括三部分LED驅(qū)動(dòng)模塊28、直流電源29、白光LED陣列22。 LED驅(qū)動(dòng)器28由接受主控制單元27輸出的信號(hào)，相應(yīng)改變一定比例的輸出電流，從而改 變輸出功率。這些改變的方式可以是圖5、圖6或圖7，從而調(diào)節(jié)隧道燈中LED陣列22 的光輸出，對(duì)燈具的光衰做出補(bǔ)償。 實(shí)施實(shí)例
在本實(shí)例圖4中，在隧道燈的出光口處，安裝有四個(gè)光電探頭，探頭上安裝有喇叭形 遮光器， 一方面遮蔽外界的環(huán)境光，另一方面收集盡可能多LED的光。探頭定期于深夜十 二點(diǎn)進(jìn)行采樣， 一般一次采集多組信號(hào)。后續(xù)的電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào) 經(jīng)過運(yùn)算放大器的放大和后續(xù)A/D轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，輸入到控制單元?？?制單元這里是一個(gè)MCU，它將得到的信號(hào)和之前剛測(cè)到的信號(hào)的平均進(jìn)行比較，如果發(fā) 現(xiàn)有著突然變化的信號(hào)，自動(dòng)將這個(gè)信號(hào)舍棄。這種數(shù)字濾波的方法可以將偶然入射到探 頭的信號(hào)去掉，保證不會(huì)收到錯(cuò)誤的信號(hào)。這之后將測(cè)得的光強(qiáng)數(shù)據(jù)保存于存儲(chǔ)設(shè)施中， 這里是flash,這些數(shù)據(jù)在掉電后也不會(huì)丟失。
另外，考慮到四個(gè)探頭中可能發(fā)生的損壞情況，設(shè)計(jì)了探頭損壞應(yīng)對(duì)措施，即在四個(gè) 檢測(cè)到的信號(hào)值中，如果有一個(gè)探頭的值明顯超過設(shè)定的最大閾值，并持續(xù)一段時(shí)間，那 么系統(tǒng)就會(huì)判定這個(gè)探頭損壞，此后舍棄這個(gè)探頭傳來的信號(hào)。如果探頭損壞了兩個(gè)以上 時(shí)，為了保證不會(huì)引起錯(cuò)誤的控制，我們自動(dòng)將燈的輸出功率調(diào)制到額定值。
主控制單元將光強(qiáng)信號(hào)和預(yù)先設(shè)定的光強(qiáng)值比較，得到光衰值大小。當(dāng)這個(gè)光衰值超 過允許的光衰調(diào)節(jié)閾值(5%)時(shí)，才會(huì)以一定比例改變給后級(jí)的功率控制信號(hào)，進(jìn)而改變 隧道燈的光輸出。這個(gè)比例是綜合了光衰和LED光輸出隨著電流變化的曲線圖8所定下的。 這里設(shè)定閾值一方面減少了不必要的頻繁調(diào)節(jié)，造成閃爍；另一方面由于這個(gè)閾值的存在， 不會(huì)出現(xiàn)振蕩的現(xiàn)象。但是如果光衰變化值很大，則進(jìn)入異常狀態(tài)，判斷是否由于燈損壞 或是探頭損壞等情況造成的，如果異常得到確認(rèn)，裝置向上位機(jī)發(fā)出信號(hào)來警示管理者。LED驅(qū)動(dòng)模塊接受到了控制信號(hào)后，決定提供給LED的電流大小和方式。在這里有兩 個(gè)考慮l.大功率LED的光效受溫度的影響很大，如果在大電流下的情況下溫度會(huì)上升， 使得光效下降，并使壽命縮短，盡量降低輸出的峰值電流；2.白光LED的色坐標(biāo)會(huì)隨著輸 入電流的大小改變而造成偏移，因此盡量減少調(diào)節(jié)峰值電流的變化。在示例中結(jié)合了脈沖 寬度調(diào)制和直接調(diào)制電流的方法，在早期使用脈沖寬度調(diào)節(jié)，減少色坐標(biāo)偏移。后期使用 直接電流調(diào)制，因?yàn)檫@時(shí)候如果繼續(xù)使用脈沖寬度調(diào)制，那么這個(gè)脈沖電流的峰值會(huì)很高， 影響光效和LED的壽命。因此最后使用的方案是前期使用電流峰值是350mA的脈沖寬度 調(diào)制(圖5)，當(dāng)占空比等于100%后，改用直接調(diào)節(jié)電流值的方法(圖7)。
最后是燈壽命終結(jié)的判斷，燈具不可能一直提高電流來補(bǔ)償光衰，隨著大功率LED的 光效的下降，為了維持光輸出，會(huì)消耗很多的能源。因此在主控制單元中設(shè)定了電流上升 的最大閾值，如30%，如果在此閾值下LED的光輸出還是下降到了初始的70% (即光衰 壽命閾值為30%)，就判定為燈壽命的終結(jié)?？刂茊卧蛏霞?jí)發(fā)出警示信號(hào)，提示更換。
權(quán)利要求
1、一種大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法，其特征在于具體步驟為(1)接通電源，對(duì)主控制單元進(jìn)行初始化，設(shè)定光電探頭的采樣時(shí)間、初始光通、光衰調(diào)節(jié)閾值和光衰壽命閾值；(2)主控制單元進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直至進(jìn)入設(shè)定光電探頭的采樣時(shí)間；(3)利用光電探頭進(jìn)行N次采樣，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，采集白光LED陣列輸出的光強(qiáng)數(shù)值；(4)主控制單元對(duì)采集到的光強(qiáng)信號(hào)通過放大器進(jìn)行放大，并由A/D轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于主控制單元內(nèi)；(5)采樣結(jié)束后，主控制單元將步驟(4)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，將測(cè)得信號(hào)中受到外部影響的信號(hào)濾去，求出平均光強(qiáng)數(shù)據(jù)，所得平均光強(qiáng)數(shù)據(jù)和步驟(1)中設(shè)定的初始光通進(jìn)行比較，得到光衰大小，并和預(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)玫降墓馑ゴ笮”阮A(yù)設(shè)的光衰調(diào)節(jié)閾值小時(shí)，主控制單元不改變輸出功率；反之，則進(jìn)入下一級(jí)信號(hào)判斷步驟；(6)當(dāng)主控制單元測(cè)得光衰超過光衰調(diào)節(jié)閾值時(shí)，先比較現(xiàn)有光衰與近期的光衰數(shù)據(jù)，如果變化較大，主控制單元進(jìn)入異常狀態(tài)，由主控制單元進(jìn)行自檢，判斷是否發(fā)生燈損壞，或是探頭損壞情況，導(dǎo)致傳回的信號(hào)異常；如果沒有異常，則結(jié)合此時(shí)的輸出電流和光衰來判斷燈壽命是否到期；如果燈壽命到期或是異常得到確認(rèn)，則信息存儲(chǔ)于主控制單元內(nèi)，主控制單元發(fā)出警示信號(hào)；(7)主控制單元結(jié)合光衰和設(shè)定電流值，調(diào)節(jié)功率輸出，直到光衰得到補(bǔ)償；返回步驟(2)，待機(jī)等待。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法，其 特征在于步驟(l)所述主控制單元初始化，包含接通電源后關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置，中斷、定時(shí)器 和輸入輸出腳等硬件的設(shè)定；具體如下(1) 主控制單元啟動(dòng)，設(shè)定系統(tǒng)硬件中斷向量地址，設(shè)定軟件程序的起始點(diǎn)；(2) 主控制單元初始化，系統(tǒng)寄存器及輸出入腳的初始化，打開中斷和定時(shí)器，定義 引腳的輸入輸出狀況確定；(3) 設(shè)定主控制單元控制參數(shù)，包含光電探頭的采樣時(shí)間、光衰調(diào)節(jié)閾值和光衰壽命 閾值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法，其特征在于步驟(l)中所述光電探頭的釆樣時(shí)間以午夜十二點(diǎn)為界限，這由外部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn) 生中斷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法，其 特征在于步驟(7)中所述調(diào)大功率輸出，是調(diào)節(jié)電流輸出的頻率、調(diào)節(jié)電流的脈沖寬度、直 接調(diào)節(jié)電流值或是前期調(diào)節(jié)電流的脈沖寬度，后期直接調(diào)節(jié)電流值。
5、 一種大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制裝置，由白光LED陣列(22)、 遮光器(23)、光電探頭(24)、放大器(25)、 A/D轉(zhuǎn)換器件(26)、主控制單元(27)， LED驅(qū)動(dòng) 模塊(28)、直流電源(29)和燈具外貧30)組成，其特征在于光電探頭P4)上接有遮光器(23)， 接受的LED的光輸入，光電探頭(24灘輸出的電信號(hào)接到放大器(25)的輸入腳；放大器(25) 將電信號(hào)放大后輸出到A/D轉(zhuǎn)換器件(26), A/D轉(zhuǎn)換器件(26)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器 件(26)通過信號(hào)線連接主控制單元(27)的輸入腳；主控制單元(27)讀入信號(hào)，主控制單元(27) 的I/O輸出口連接LED驅(qū)動(dòng)模塊(28);直流電源(29)的V+， V-線分別接到LED驅(qū)動(dòng)模塊(28); LED驅(qū)動(dòng)模塊(28)的輸出線連接接到白光LED陣列(22)兩端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制裝置，其 特征在于白光LED陣列(22)固定于燈具外殼(30)下方。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制裝置，其 特征在于光電探頭(24)采用遮雜散光的結(jié)構(gòu)，為喇叭形或筒形。
全文摘要
本發(fā)明屬于大功率LED隧道燈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率LED隧道燈實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命可維持光強(qiáng)的控制方法和裝置。本發(fā)明采用閉環(huán)數(shù)字控制，在整個(gè)壽命期內(nèi)維持LED的輸出光強(qiáng)，補(bǔ)償其光衰，從而保證隧道燈在使用期間維持一個(gè)滿意的照度，同時(shí)可以延長(zhǎng)LED隧道燈的使用壽命。具體為裝置對(duì)LED輸出的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、放大和轉(zhuǎn)換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和判斷，去除錯(cuò)誤信號(hào)。進(jìn)而根據(jù)計(jì)算得到的光衰大小，控制調(diào)節(jié)燈的光輸出。該發(fā)明也包含了燈壽命終了的判斷方法，并于壽命終期向上位系統(tǒng)發(fā)出警示信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101478851SQ20091004501
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者劉木清, 忞 岑, 磊 江, 蔣曉波, 凱 韓 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)